基于红外影像层次旋转匹配的飞行器定位方法

作     者：李清格 杨小冈 卢瑞涛 范继伟 唐彬 张震宇 王思宇 宿爽 Li Qingge;Yang Xiaogang;Lu Ruitao;Fan Jiwei;Tang Bin;Zhang Zhenyu;Wang Siyu;Su Shuang

作者机构：火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 

基　　金：国家自然科学基金项目(62276274) 陕西省自然科学基金项目(2023-JC-YB-528) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2024年第53卷第5期

页      码：240-252页

摘      要：基于图像匹配的飞行器自主视觉定位技术是飞行器导航制导、态势感知和自主决策的关键技术之一。针对红外遥感影像在大角度旋转下飞行器匹配定位失效的问题,提出了一种基于层次结构强化的特征点旋转匹配定位方法。该方法通过融合深度特征点提取与层次结构强化的旋转匹配定位技术,有效实现了飞行器匹配定位。首先设计了一个集成残差连接编码器的RBN-SuperPoint深度特征点提取模型,用于检测和描述待匹配图像中的深度特征点。其次构建了基于线性注意力和置信度分类器的L-LightGlue自适应匹配算法,利用L-LightGlue进行特征点粗匹配,生成单应性变换矩阵。随后采用层次结构强化的旋转匹配策略,根据粗匹配得到的单应性变换矩阵对图像进行旋转处理,消除图像间的角度差异,并进行精确匹配。再通过将结果映射至原图像,得到旋转校正后的特征点匹配结果和对应的单应性变换矩阵。最后利用图像间变换关系确定飞行器在图像中的位置,完成视觉定位。实验结果表明:RBN-SuperPoint可以高效提取大量均匀分布的特征点,所提基于L-LightGlue的匹配定位算法的匹配准确率最高可达98.57%,平均定位误差仅为4.08 pixel。

主 题 词：红外遥感影像 特征点检测 旋转匹配 线性注意力 飞行器视觉定位 

学科分类：081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA20240086

馆 藏 号：203128246...